問題15604・・・やどかりさんのブログ https://blogs.yahoo.co.jp/oka_yadokary/folder/102900.html より Orz〜
図のように、青の折り紙でできた 鋭角三角形ABCがあり、AB<BC<CA です。
AからBCにおろしたの垂線で折ると 表の隠れていない部分の面積が △ABCの 1/4 倍、
BからCAにおろしたの垂線で折ると 表の隠れていない部分の面積が △ABCの 31/289 倍のとき、
CからABにおろしたの垂線で折ると 表の隠れていない部分の面積は △ABCの何倍?
解答
[解答1]
(AC・cosC−AB・cosB)/BC=1/4 ,(BC・cosC−BA・cosA)/CA=31/289 のときの
(CA・cosA−CB・cosB)/AB を求めることになります。
BC=a,CA=b,AB=c とすれば、
(AC・cosC−AB・cosB)/BC=1/4 より (b・cosC−c・cosB)/a=1/4 、2ab・cosC−2ca・cosB=2a2/4 、
(a2+b2−c2)−(c2+a2−b2)=a2/2 、2b2−2c2=a2/2 になり、
(BC・cosC−BA・cosA)/CA=31/289 より (a・cosC−c・cosA)/b=31/289 、2ab・cosC−2bc・cosA=62b2/289 、
(a2+b2−c2)−(b2+c2−a2)=62b2/289 、2a2−2c2=62b2/289 になります。
よって、2b2−2a2=a2/2−62b2/289 、b2−a2=a2/4−31b2/289 、1156b2−1156a2=289a2−124b2 、
1280b2=1445a2 、256b2=289a2 、b2/289=a2/256=t とおけば、a2=256t ,b2=289t です。
2b2−2c2=a2/2 より c2=b2−a2/4=289t−256t/4=225t です。
(CA・cosA−CB・cosB)/AB=(b・cosA−a・cosB)/c=(2bc・cosA−2ca・cosB)/(2c2)
={(b2+c2−a2)−(c2+a2−b2)}/(2c2)=(b2−a2)/c2=(289t−256t)/(225t)=11/75 です。
☆ BC2:CA2:AB2=256:289:225 より、BC:CA:AB=16:17:15 です。
[解答2]
頂点から対辺におろした垂線を AP,BQ,CR とします。
(AP/tanC−AP/tanB):(AP/tanC+AP/tanB)=1:4 より (tanB−tanC):(tanB+tanC)=1:4 、
4(tanB−tanC)=tanB+tanC 、3tanB=5tanC 、tanB:tanC=5:3 になり、
(BQ/tanC−BQ/tanA):(BQ/tanC+BQ/tanA)=31:289 より (tanA−tanC):(tanA+tanC)=31:289 、
289(tanA−tanC)=31(tanA+tanC) 、258tanA=320tanC 、tanA:tanC=160:129 になり、
tanA:tanB:tanC=160:215:129 、tanA:tanB=32:43 です。
(CR/tanA−CR/tanB):(CR/tanA+CR/tanB)=(tanB−tanA):(tanB+tanA)=11:75 であり、
求める値は 11/75 です。
☆ tanA=160k,tanB=215k,tanC=129k とし、tanAtanBtanC=tanA+tanB+tanC を使えば、
k=(√21)/430 になり、tanA=(16√21)/43,tanB=(√21)/2,tanC=(3√21)/10 です。
[解答3]
頂点から対辺におろした垂線を AP,BQ,CR として、
CRで折ったときの 表の隠れていない部分の面積は △ABCのk倍とします。
BP:PC=(1−1/4)/2:(1+1/4)/2=3:5 、CQ:QA=(1+31/289)/2:(1−31/289)/2=160:129 、
AR:RB=(1+k)/2:(1−k)/2=(1+k):(1−k) です。
AP,BQ,CR は△ABCの垂心で交わるので チェバの定理により、(3/5)(160/129){(1+k)/(1−k)}=1 、
3・160・(1+k)=5・129・(1−k) 、96(1+k)=129(1−k) 、225k=33 、k=11/75 です。
*チェバの定理って強力あるねぇ☆
使えないわたしゃ...tanで...^^;v
tanB=h(1)/3,tanC=h(1)/5・・・5tanC=3tanB tanA=h(2)/((289-31)/2)=h(2)/129, tanC=h(2)/(129+31)=h(2)/160 so...160tanC=129tanA=96tanB ABへのCからの垂線の足をH,CH=h(3)とすると... tanA=h(3)/AH, tanB=h(3)/(AB-AH) AH*tanA=(AB-AH)*tanB tanA/tanB=(AB-AH)/AH=96/129 so... AB-AH=BH=96,AH=129 AB=129+96=225 求める面積比=(129-96)/225=33/225=11/75
|